文章目录
- python绘图
- turtle库
- RGB色彩
- 库引用
- 画笔控制函数
- 运动控制函数
- turtle方向控制函数（仅改变方向，海龟不实质运动）
- 循环语句与range()函数
- range()函数
- 函数==式==编程
- time库的使用
- time库基本概念
- 时间获取
- 时间格式化
- 程序计时应用
- 程序设计思维方法
- 自顶向下
- 自底向上（执行）
- 计算思维
- 提高用户体验的方法
- 进度展示
- 学会异常处理
- 其他类方法
- 基本程序设计模式
- 应用开发的四个步骤
- python之标准库
- re标准库
- 第三方库的安装
- 安装Python第三方库的方法
- pip安装方法
- 第三方库的集成安装方法
- 第三方库的文件安装方法
- os库的使用
- os库之路径操作
- os库之进程管理
- os库之环境参数
- PyInstaller库的使用
- 简单的使用
- PyInstaller库常用参数
- jieba库
- jieba库使用说明
- jieba分词的三种模式
- jieba库常用函数
- wordcloud库
- wordcloud库使用说明
- 从数据处理到人工智能
- Python库之数据分析
- Python库之数据可视化
- Python库之文本处理
- Python库之机器学习
- 从web解析到网络空间
- Python库之网络爬虫
- Python库之web信息提取
- Python库之web网站开发
- Python库之网络应用开发
- 从人机交互到艺术设计
- Python库之图形用户界面
- Python库之游戏开发
- Python库之虚拟现实
- Python库之图形艺术
python绘图
turtle库
用import turtle来引入此库。
将turtle想象为一只海龟在屏幕中间游走，它所经过的地方就是所绘的图样。可以设定其行进方向、大小、颜色、等。
turtle.setup（宽，高，x,y）调整绘图窗体在电脑屏幕中的布局，若省略则默认在中间。屏幕最左上角为坐标原点。turtle.done()函数，绘制后窗体不会关闭，需要手工关闭退出。
绝对坐标：
turtle空间坐标体系中以窗体的中间为（0，0）点的绝对坐标，即海龟起始位置且面朝x正向。这个坐标值与画布窗体有关，与窗体在屏幕中间的位置无关。 |
1. turtle.goto(x,y)函数：让在任何位置的海龟，无论它在哪里去到达一个坐标位置。
海龟坐标：
对于海龟自身来说，无论它行进朝哪个方向，只要是它所行进的方向叫前进方向，后面叫后退方向，运行的左侧叫左侧方向，右侧叫右侧方向 |
故，可使用一些控制海龟方向的函数。
- turtle.fd()指的是向海龟的正前方向运行。
- turtle.bk()指的是海龟的反方向运行。
- turtle.circle()指的是以海龟当前位置，左侧的某一个点为圆心进行曲线运行。
这些函数可以改变海龟在空间中的位置，进而实现绘图功能。
绝对角度：
x轴的正方向表示0度或360度，Y轴正方向表示90或-270度以此类推 |
1.turtle.seth(angle)改变海龟的行进方向,且只改变方向而不行进。其中angle为绝对度数。
海龟角度：
对于海龟来说的左右方向 |
- turtle.left(angle)
- turtle.right(angle)
RGB色彩
每色取值0-255整数或0-1小数
常用如下
英文名称 | RGB整数值 | RGB小数值 | 中文名称 |
white | 255，255，255 | 1，1，1 | 白色 |
yellow | 255，255，0 | 1，1，0 | 黄色 |
magenta | 255，0，255 | 1，0，1 | 洋红 |
cyan | 0，255，255 | 0，1，1 | 青色 |
blue | 0，0，255 | 0，0，1 | 蓝色 |
black | 0，0，0 | 0，0，0 | 黑色 |
turtle库默认用小数值，但也可以切换
使用turtle.colormode（mode）函数切换,mode写1.0为小数值模式，255为整数值模式。
库引用
格式：
import <库名>
<库名>.<函数名>（<函数参数>）或
from <库名> import<函数名>或
from<库名> import *#此种方式可能会使库中某个函数与
<函数名>(<函数参数>)#用户自定义某个函数重名或
import <库名> as <库别名>#以此可方便调用，且防止库重名
<库别名>.<函数名>(<函数参数>)#最建议用这种方式进行库的调用画笔控制函数
画笔想象为海龟，画笔操作后一直有效，且一般成对出现turtle.penup() 别名 turtle.pu()turtle.pendown() 别名 turtle.pd()turtle.pensize(width) 别名 turtle.width(width)turtle.pencolor(color) color为颜色字符串小写形式或r,g,b值
运动控制函数
turtle.forward(d) 别名 turtle.fd(d)turtle.circle(r,extent=None)当没有给出第二个参数则绘制圆形。如半径为负数，则圆心在右侧
turtle方向控制函数（仅改变方向，海龟不实质运动）
turtle.setheading(angle) 别名 turtle.seth(angle)
海龟视角下方向控制
- turtle.left(angle)
- turtle.right(angle)
（angle是在海龟当前行进方向上旋转的角度）
循环语句与range()函数
for<变量> in range(<循环次数>)#变量的值由0~循环次数-1
<被循环执行的语句注意缩进>'''
如for i in range(5):
print(i)
打印结果是
0
1
2
3
4
i值从0开始逐渐加1
'''range()函数
主要作用是与for in range()搭配形成计数循环。
range()产生循环计数序列的函数
range(N)产生0到 N-1的整数序列，共N个，如range(5)产生的是0，1，2，3，4，5
range(M,N)产生从M到N-1的整数序列，共N-M个，如range(2,5)产生的是2，3，4
具体实例如下：绘制一个蟒蛇图案
import turtle
turtle.setup(650,350,200,200)
turtle.penup()
turtle.fd(-250)
turtle.pendown()
turtle.pensize(25)
turtle.pencolor("blue")
turtle.seth(-40)
for i in range(4):
turtle.circle(40,80)
turtle.circle(-40,80)
turtle.circle(40,80/2)
turtle.fd(40)
turtle.circle(16,180)
turtle.fd(40*2/3)
turtle.done()效果如图
函数式编程
函数名其实就是指向函数的变量
高阶函数：能够接收函数做参数的函数
demo
def add(x,y,f):#f是函数作为参数
return f(x)+f(y）
add(-5,9,abs)#函数执行的代码实际是：abs(-5)+abs(9)time库的使用
time库基本概念
- time库是python中处理时间的标准库
- 计算机时间的表达
- 提供获取系统时间并格式化输出功能
- 提供系统级精确计时功能，用于程序性能分析
格式：
import time
time.<b>()time库包括三类函数
- 时间获取：time(),ctime(),gmtime()
- 时间格式化输出：strftime(),strptime()
- 程序计时：sleep(),perf()_counter()
时间获取
函数 | 描述 |
time() | 获取当前时间戳，即计算机内部时间值，浮点数eg.time.time()结果可读性不高 |
ctime() | 获取当前时间并以易读方式表示返回字符串如time.ctime() |
gtime() | 获取当前时间，表示为计算机可处理的时间格式如：time.gtime() |
时间格式化
将时间以合理方式展示出来
- 格式化：类似字符串格式化，需要有展示模板
- 展示模板由特定的格式化控制符组成
- strftime()方法
函数 | 描述 |
strftime(tql,ts) | tql是格式化模板字符串，用来定义输出效果，ts是计算机内部时间类型的变量。如time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",t)输出为’2018-01-26 12:55:20’ |
strptime(str,tpl) | str是字符串形式的时间值，tpl是格式化时间模板，用来定义时间效果time.strptime(timeStr,"%Y-%m-%d %H:%M:%S")可以将字符串变为计算机内部可操作的时间。 |
- %B为月份名称（英文全名称），%b月份缩写，%A星期，%a星期缩写，%H为24小时下的时间，%h为12小时下的小时。%P为上午下午的特殊符等。
程序计时应用
- 程序计时指测量起止动作所经历时间的过程
- 测量时间：能够记录时间的流逝：perf_counter()返回一个cpu级别的精确时间计数值，单位为秒，由于这个计数值起点不确定，连续调用差值才有意义。（调用两次赋给不同变量，计算差值）
- 产生时间：sleep(s)让程序休眠s秒时间，单位为秒，可用是浮点数。
程序设计思维方法
自顶向下
解决复杂问题的有效方法
- 将一个总问题表达为若干个小问题组成的形式
- 使用同样方法进一步分解小问题
- 直至，小问题可以用计算机简单明了的解决
自底向上（执行）
逐步组建复杂系统的有效测试方法
- 分单元测试，逐步组装
- 按照自顶向下相反的路径操作
- 直至，系统各部分以组装的思路都经过测试和验证
计算思维
抽象和自动化
- 抽象问题的计算过程，利用计算机自动化求解
提高用户体验的方法
进度展示
- 若程序需要计算时间，可能产生等待，请增加进度展示
- 若程序有若干步骤，需要提示用户还有多少步，请增加进度展示
- 若程序可能存在大量次数的循环，请增加进度展示
学会异常处理
- 当获得用户输入时，对合规性需要检查，需要异常处理
- 当读写文件时，对结果进行判断（是否打开或写入等），需要异常处理
- 当进行输入输出时，对运算结果进行判断（比如除数为0），需要异常处理
其他类方法
- 必要特定位置打印输出进行提示
- 日志文件：对程序异常及用户使用进行定期记录
- 帮助信息：给用户多种方式提供帮助（让用户理解该程序的功能等）
基本程序设计模式
- IPO：Input输入、Process处理、Output输出
- 自顶向下设计
- 模块化函数封装
- 配置化设计（实现接口）程序执行和配置数据分离，将可选参数配置化（自动化的例子）
应用开发的四个步骤
从应用需求到软件产品
- 产品定义：从应用需求充分理解和明确定义。产品定义而不仅是功能定义，要考虑商业模式。
- 系统架构：以系统方式思考产品的技术实现，关注数据流、模块化、体系架构
- 设计与实现：结合架构完成关键设计及系统实现，结合扩展性、灵活性等进行设计优化
- 用户体验：从用户角度思考应用效果
python之标准库
re标准库
re库
第三方库的安装
Python社区https://pypi.org/,在这里可以搜索任何第三方库
如：开发与区块相关的程序
第一步：在pypi.org搜索blockchain
第二步：挑选适合开发目标的第三方库作为基础
第三步：完成自己需要的功能
安装Python第三方库的方法
- 方法1（主要方法）：使用pip命令
- 方法2：集成（批量）安装方法
- 方法3：文件安装方法（特殊的第三方库）
pip安装方法
即使用python自带的pip安装工具
输入(cmd)pip-h打出帮助信息
常用命令如下：
- 输入pip install <第三方库名>：安装指定的第三方库
- 输入pip install -U <第三方库名>:使用-U标签更新已安装的指定第三方库
- 输入pip uninstall <第三方库名>:卸载指定的第三方库
- 输入pip download <第三方库名>:下载但不安装指定的第三方库
- 输入pip show <第三方库名>：列出某个指定第三方库的详细信息
- 输入pip serach <关键词>：根据关键词在名称和介绍中搜索第三方库
- 输入pip list：列出当前系统已经安装的第三方库
第三方库的集成安装方法
Anaconda（数据处理方面的集成安装工具） https://www.continuum.io:下在并安装这个，就会有800多个库可以使用而不用安装。
第三方库的文件安装方法
某些第三方库pip下载后，需要编译再安装，若操作系统没有编译环境，则能下载但不能安装。
使用http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/(UCI页面)帮助安装
如：安装wordcloud库
步骤一：在UCI页面上搜索wordcloud
步骤二：下载对应版本的文件
步骤三：使用pip.install<文件名>安装
os库的使用
- OS库提供通用的、基本的操作系统交互功能，是标准库，包含几百个函数。
- 常用路径操作、进程管理、环境参数等几类
- 路径操作：os.path子库，处理文件路径及信息
- 进程管理：启动系统中其他程序
- 环境参数：获得系统软硬件信息等环境参数
os库之路径操作
os.path子库以path为入口，用于操作和处理文件路径
import os.path\import os.path as op（op为这个子库的别名）
函数 | 描述 |
os.path.abspath(path) | 返回path在当前操作系统中的绝对路径 |
os.path.normpath(path) | 归一化path的表示形式，统一用\分隔路径 |
os.path.relpath(path) | 返回当前程序与文件之间的相对路径（relative path） |
os.path.dirname(path) | 返回path中目录的名称 |
os.path.basename(path) | 返回path中最后的文件名称 |
os.path.join(path,*path) | 组合path与paths,返回一个路径的字符串 |
os.path.exists(path) | 判断path对应文件或目录是否存在，返回true或false |
os.path.isfile(path) | 判断path所对应是否为已存在的文件，返回True或False |
os.path.isdir(path) | 判断path所对应是否为已存在的目录，返回True或False |
os.path.getatime(path) | 返回path对应文件或目录上一次的访问时间 |
os.path.getmtime(path) | 返回path对应文件或目录最近一次的修改时间 |
os.path.getctime(path) | 返回path对应文件或目录的创建时间 |
os.path.getsize(path) | 返回path对应文件大小，以字节为单位 |
os库之进程管理
os.system(command):执行程序或命令command,在windows中，返回值为cmd的调用返回信息
如import os
os.system("c:\\Windows\\System32\\calc.exe")#调用计算机，执行完成返回0。表示调用成功
--------------------------------------------
import os
os.system("c:\\Windows\\System32\\mspaint.exe\ D:\\PYECourse\\grwordcloud.png")#通过画图程序并打开某个图，要有空格os库之环境参数
获取或改变系统环境信息
函数 | 描述 |
os.chdir(path) | 修改当前程序操作的路径 |
os.getcwd() | 返回程序的当前路径 |
os.getlogin() | 获得当前系统登陆用户名称 |
os.cpu_count | 获得当前的cpu数量 |
os.urandom | 获得n个字节长度的随机字符串，通常用于加解密运算（有些字符串不能被有效打印，用16进制打印出来） |
PyInstaller库的使用
- 将.py源代码转换为无需源代码的可执行文件exe(无python环境也可执行）
- PyInstaller库是第三方库，非自带，需要额外安装
- 官网：http://www.pyinstaller.org
- 安装第三方库需要pip工具
- 需要（cmd命令行进行安装）：pip install pyinstaller，安装成功后会提示successly installer
简单的使用
- 这个是命令行执行程序，使用cmd命令行来做转换
- （cmd命令行）pyinstaller-F <文件名.py>
- python -m pip install --upgrade pip命令更新
- 会生成build,_pycache_和dist文件，build和_pycache_文件可以安全删除掉
- 在dist文件目录中会有一个与源文件同名的exe文件
PyInstaller库常用参数
参数 | 描述 |
-h | 查看帮助 |
–clean | 清理打包过程中的临时文件 |
-D，–onedir | 默认值，生成dist文件夹（但尽量不要使用默认参数） |
-F，–onefile | 在dist文件夹中只生成独立的打包文件 |
-i<图标文件名.ico> | 指定打包程序使用的图标（icon）文件 |
jieba库
- jieba是优秀的中文分词第三方库
- 中文文本需要通过分词获得单个的词语
- jieba库提供三种分词模式，最简单只需掌握一个函数
- （cmd命令行）pip install jieba进行安装
- jieba分词依靠中文词库，利用一个中文词库，确定汉子之间的关联概率
- 汉子间概率大的组成词组，形成分词结果
- 除了分词，用户 还可以添加自定义的词组
jieba库使用说明
jieba分词的三种模式
- 精确模式(最常用)：把文本精确的切分开，不存在冗余单词
- 全模式：把文本中所有可能的词语都扫描出来，有冗余
- 搜索引擎模式：在精确模式的基础上，对长词再次切分
jieba库常用函数
函数和方法 | 描述 |
jieba.lcut(s) | 精确模式，返回一个列表类型的分词结果 |
jieba.lcut(s,cut_all=True) | 全模式，返回一个列表类型的分词结果，存在冗余 |
jieba.lcut_for_search(s) | 搜索引擎模式，返回列表类型的分词结果，存在冗余 |
jieba.add_word(w) | 向分词字典增加新词w |
wordcloud库
wordcloud库是优秀的词云展示第三方库
（cmd命令行） pip install wordcloud
wordcloud库使用说明
wordcloud库把词云当做一个WordCloud对象
- wordcloud.WordCloud()代表一个文本对应的词云
- 可以根据文本中词语出现的频率等参数绘制词云
- 绘制词云的形状、尺寸、颜色都可以设定
w=wordcloud.WordCloud(<参数>）
- 以WordCloud对象为基础
- 配置参数、加载文本、输出文件
- w.generate(txt)向WordCloud对象w中加载文本txt
- w.to_file(filename)将词云输出为图像文件，.png或.jpg格式才能看到效果
- 步骤一：配置对象参数，步骤二：加载词云文本，步骤三：输出词云文件
如：
import wordcloud
c=wordcloud.WordCloud()
c.generate("wordcloud by Python")#以空格分隔单词，单词出现多的效果大，很短的单词过滤掉，根据统计配置字号，颜色环境尺寸配置- width:指定词云对象生成图片宽度，默认400
- height:指定词云对象生成图片的高度，默认200
- min_font_size:指定词云字体的最小字号，默认4号
- max_font_size:指定词云字体的最大字号，根据高度自动调节
- font_step:指定词云中字体字号的步进间隔，默认为1（从最小到最大的增加）
- font_path:指定字体文件的路径(字体设置)，默认None
- max_words:指定词云显示最大单词数量，默认200
- stop_words:指定词云的排除词列表，即不显示的单词列表
- mask:指定词云形状，默认长方形，需要引用imread()。from scipy.misc import imread；mk=imread(“pic.png”)；w=wordcloud.WordCloud(mask=mk)
- background_color:指定词云图片的北京颜色，默认为黑
- 中文需要jieba库进行分词并加空格分隔的字符串
从数据处理到人工智能
数据清洗：数据归一化、数据转换、异常值处理
数据挖掘：从数据分析获得知识，产生数据外的价值
Python库之数据分析
- Numpy：表达N维数组的最基础库
- Python接口使用，c语言实现速度快
- Pandas：python数据分析高层次应用库（Series=索引+一维数据；DataFrame=行列索引+二维数据）
- SciPy：数学、科学、工程计算功能库
Python库之数据可视化
- Matplotlib：高质量的二维数据可视化功能库（通过matplotlib.pyplot子库调用各可视化效果）
- Seaborn：统计类数据可视化功能库
- Mayavi：三维科学数据可视化功能库
Python库之文本处理
- PyPDF2：用来处理pdf文件的工具集（加密、解密、整合文件）
- NLTK：自然语言文本处理的第三方库
- Python-docx:创建或更新.doc.docx等文件的计算功能
Python库之机器学习
- Scikit-learn：机器学习方法工具集
- TensorFlow：AlphaGo背后的机器学习计算框架
- MXNet：基于神经网络及深度学习计算功能（自动驾驶、机器翻译等）
从web解析到网络空间
Python库之网络爬虫
- Requests：最友好的网络爬虫库（提供简易易用的类HTTP协议网络爬虫功能，支持连接池、SSL、Cookies、HTTP（s）代理等，Python最主要页面级网络爬虫库）
- Scrapy：优秀的网络爬虫框架（支持批量和定时网页爬取，提供数据处理流程，目前最主要最专业爬虫框架）
- pyspider:强大的web页面爬取系统
Python库之web信息提取
- Beautiful Soup：HTML和XML的解析库（常与网络爬虫搭配使用）
- Re：正则表达式解析和处理功能库（标准库，无需安装）
- Python-Goose：提取文章类型Web页面功能库
Python库之web网站开发
- Django:最流行的Web应用框架（MTV模式：模型、模版、视图）
- Pyramid：规模适中的web系统的应用框架
- Django>Pyramid>Flash好，但后面的比较轻量级
Python库之网络应用开发
WeRobot：微信公众号开发框架
aip:百度AI开放平台接口（人脸、语音、图像搜索等领域功能）
MyQR:提供了生成二维码的系列功能
从人机交互到艺术设计
Python库之图形用户界面
- PYQt5:Qt开发框架的Python接口（可跨平台开发图形用户界面）
- wxPython:跨平台GUI开发框架
- PyGObject:使用GTK+开发GUI的功能库（跨平台）
Python库之游戏开发
- PyGame:简单游戏开发功能库
- Panda3D：开源、跨平台的3D渲染和游戏开发库（提供Python和C++两种接口）
- cocos2d:构建2D游戏和图形界面交互式应用的框架（支持GPU加速）
Python库之虚拟现实
- VR Zero:在树莓派上开发VR应用的Python库
- pyovr:Oculus Rift的Python开发接口
- Vizard:基于Python的通用VR开发引擎
Python库之图形艺术
- Quads：迭代的艺术，对图片进行四分迭代，形成像素风。可以生成动态或静态的图像
- ascii-art:ASCll艺术库，将普通图片转为ASCll艺术风格
- turtle库
